JP2016037704A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】コンソールボックスのチルト動作に拘らず操作レバーの操作性及びアームレストの使用性の向上を図った建設機械を提供する。
【解決手段】操作レバー２９を有し、キャブに移動可能に支持されたコンソールボックス２７と、コンソールボックス２７と独立してキャブに移動可能に支持されたアームレスト３１と、コンソールボックス２７の移動に連動してアームレスト３１を移動させる移動機構３０とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、キャブ内にコンソールボックス及びアームレストを有する建設機械に関する。

ショベル等の建設機械は、上部旋回体に運転室が形成され、運転室内には運転席ユニットが設けられている。運転席ユニットには、運転席、コンソールボックス、アームレスト等が設けられている。オペレータは運転席に座って、建設機械の走行操作、上部旋回体の旋回操作、ショベルなどのアタッチメントの作動操作等を行う。

運転席の両側には、コンソールボックスとアームレストが設けられている。通常、オペレータはアームレストに肘をついてコンソールボックスの操作レバーを操作している。

一方、オペレータが所望する操作レバーの位置は、オペレータの体型等により異なる。そこで、コンソールボックスがチルト動作を行えるよう構成することにより、操作レバーの位置調整を行えるよう構成されたものがある（特許文献１）。

特開平０９−２９１５６４号公報

例えば、コンソールボックスとアームレストとがそれぞれ独立した構成の場合、従来ではコンソールボックスが回転（チルト動作）しても、アームレストがこれに連動して移動する構成とはされていなかった。

このため、コンソールボックスが回転した場合、この回転に伴いコンソールボックスに設けられた操作レバーは漸次アームレストに近接し、あるいは漸次アームレストから離間し、操作レバーとアームレストとの距離が変動してしまう。

オペレータにとっては、操作レバーとアームレストとの距離は一定であることが操作レバーの操作性及びアームレストの使用性からは望ましい。よって、コンソールボックスの移動に伴い操作レバーとアームレストとの距離が変動する構成では、操作レバーの操作性及びアームレストの使用性が低下してしまう。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、コンソールボックスのチルト動作に拘らず操作レバーの操作性及びアームレストの使用性の向上を図った建設機械を提供することにある。

本発明のある態様によると、
操作レバーを有し、キャブに移動可能に支持されたコンソールボックスと、
前記コンソールボックスと独立して前記キャブに移動可能に支持されたアームレストと、
前記コンソールボックスの移動に連動して、前記アームレストを移動させる移動機構と
を有する。

本発明のある態様によると、コンソールボックスのチルト動作に拘らず、操作レバーとアームレストの距離を略一定に維持することが可能になるため、操作レバーの操作性及びアームレストの使用性の向上を図ることができる。

図１は、ある実施形態である建設機械の側面図である。 図２は、ある実施形態である建設機械に設けられる運転席ユニットを拡大して示す図である。 図３は、コンソールフレーム及び移動機構を示す図である。 図４は、コンソールボックスに連動したアームレストの動作を説明するための図である。 図５は、アームレストが跳ね上げられる前のロック機構を示す図である。 図６は、アームレストが跳ね上げられた後のロック機構を示す図である。 図７は、跳ね上げられた後のアームレストとリアトリムの位置関係を説明するための図である。 図８は、ロック機構を拡大して示す図である。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。

なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。従って、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

また、以下説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明のある実施形態である建設機械を示している。本実施形態では、建設機械としてショベル１０を例に挙げて説明するが、本発明の適用はショベルに限定されるものではなく、キャブ内にコンソールボックス及びアームレストを有する各種建設機械に適用が可能なものである。

ショベル１０は、下部走行体１１の上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３には、その前方一側部にキャブ１４が設けられ、かつ、前方中央部にはブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。また、ブーム１５の先端にアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、更にアーム１６の先端にバケット１７が取り付けられている。

図２は、キャブ１４に配設される運転席ユニット２０を示している。また図３は、運転席ユニット２０のフレーム構造を示している。

運転席ユニット２０は、基台プレート２３上に運転席２４、コンソールボックス２７、アームレスト３１、及び移動機構３０等を有している。

基台プレート２３は、図３に示すように、キャブ１４の床面となる運転席フロア２１に固定された運転席基台２２の上部に、スライドレール２５を介して配設される。この基台プレート２３は、スライドレール２５により運転席基台２２（運転席フロア２１）に対して図中左右方向にスライド可能な構成とされている。よって運転席ユニット２０は、キャブ１４内において前後方向に位置調整可能な構成とされている。

運転席２４は座席部２４ａと背もたれ部２４ｂを有し、ショベル１０の運転時にオペレータが着席する。本実施形態では、運転席２４は基台プレート２３上にサスペンション２６を介して支持されている。

コンソールボックス２７は、運転席２４の両側に配設されている。このコンソールボックス２７は、ショベル１０を運転するための操作レバー２９及び各種スイッチ等が配設されている。

コンソールボックス２７は、図３に示すように、内部にコンソールフレーム３５を有している。コンソールフレーム３５は、支持フレーム２８，基台プレート２３、及び運転席基台２２等を介して運転席フロア２１に固定されている。

このコンソールフレーム３５は、図示を省略したチルト機構により、チルト軸３６中心として支持フレーム２８に対しチルト動作（図３に矢印Ａ１，Ａ２で示す方向への回転移動）が可能な構成さされている。

操作レバー２９は、コンソールボックス２７に取り付けられている。よって、コンソールボックス２７がチルト動作することにより、操作レバー２９もコンソールボックス２７と一体的に移動する。

なお本実施形態では、チルト機構によりコンソールボックス２７は、基準位置（図３に０°で示す位置）及び、この基準位置を起点として＋α°、β°の各角度で係止される例を示している（以下の説明において、この角度をチルト角度いうことがある）。

アームレスト３１は、オペレータが操作レバー２９等を用いてショベル１０を運転する際に肘をつくものである。このアームレスト３１は、支持パイプ４２、取り付けプレート４３、及び支持アーム４５を介して基台プレート２３に支持されている。

支持パイプ４２は、下端が基台プレート２３に固定されると共に、上端に取り付けプレート４３が固定されている。なお、本実施形態では所定の強度を持たせるために支持パイプ４２を用いているが、中軸パイプや角柱等を用いても良い。

支持アーム４５は、第１アーム４５ａと第２アーム４５ｂとを有している。この第１アーム４５ａと第２アーム４５ｂは、図２に示されるように固定ピン４６により固定されている。

支持アーム４５（第１アーム４５ａ）の上端部には、第１支軸４７を介してアームレスト３１が取り付けられる。この取り付け状態において、アームレスト３１は支持アーム４５に対して第１支軸４７を中心として回転可能な構成とされている。しかしながら、アームレスト３１と第１支軸４７の締結力は、ショベル１０の稼働時に発生する機械振動等によってアームレスト３１が容易に回転してないよう設定されている。

一方、支持アーム４５（第２アーム４５ｂ）の下端部は、第２支軸４８を介して取り付けプレート４３に回転可能に取り付けられている。これにより、支持アーム４５は第２支軸４８を中心として回転移動が可能となり、よって支持アーム４５が移動することによりアームレスト３１も移動する。

コンソールボックス２７（コンソールフレーム３５）は、支持フレーム２８に対してチルト動作する構成とされている。これに対し、アームレスト３１は、支持パイプ４２及び取り付けプレート４３に対して移動するよう構成されている。

図３に示されるように、支持フレーム２８と支持パイプ４２は、それぞれ独立して基台プレート２３に固定されている。よって、コンソールボックス２７とアームレスト３１は、それぞれ独立して移動する構成とされている。

次に、移動機構３０について説明する。

移動機構３０は、コンソールボックス２７に設けられた当て板４０と、アームレスト３１を支持する支持アーム４５に設けられた連結ピン５０とを有している。

当て板４０は板状のカム部材であり、外周縁の一部に後述する連結ピン５０が係合（当接）する係合部４０ａが形成されている。この係合部４０ａが、カム面となる。この当て板４０は、図３に示すように、コンソールボックス２７のコンソールフレーム３５から上方に向けて延出する立設部３７から後方に向けて延出し、コンソールフレーム３５と一体的に設けられている。

よって、コンソールボックス２７（コンソールフレーム３５）がチルト動作した際、当て板４０もコンソールボックス２７と一体的に移動する。

連結ピン５０は、支持アーム４５に配設されている。連結ピン５０は円柱状のピン状部材であり、支持アーム４５を貫通して形成されている。よって支持アーム４５は、支持アーム４５の表面及び裏面の双方から突出した構成とされている。

前記のように支持アーム４５は、アームレスト３１を支持するものであるため、アームレスト３１が移動する際、支持アーム４５はアームレスト３１と一体的に回転する。よってアームレスト３１が移動する際、連結ピン５０もアームレスト３１（支持アーム４５）と一体的に移動する。

上記構成とされた移動機構３０は、アームレスト３１の通常の使用状態においては、連結ピン５０が当て板４０の係合部４０ａと係合するよう構成されている。ここで、「通常の使用状態」とは、オペレータが肘をつくためにアームレスト３１を下ろした状態をいい、後述するアームレスト３１が跳ね上げられた状態を除く意味である。

続いて、移動機構３０の動作について、図１乃至図４を用いて説明する。

通常の使用状態においては、連結ピン５０は当て板４０の係合部４０ａに係合している。この際、アームレスト３１は支持アーム４５との接合位置（第１支軸４７の位置）に対して前方（操作レバー２９に向かう方向）に延出している。

このため、支持アーム４５にはアームレスト３１の自重により、図３及び図４において、反時計方向（図５に矢印Ｃ２で示す方向）の回転力（モーメント）が発生する。この回転力により、連結ピン５０は当て板４０の係合部４０ａに押圧される。

このように、当て板４０と連結ピン５０が係合することにより、コンソールボックス２７とアームレスト３１は連結された構成となる。しかしながら、第２支軸４８を中心として、図３及び図４中で時計方向に支持アーム４５を回転付勢した場合には、当て板４０と連結ピン５０との係合は容易に解除される。よって、当て板４０と連結ピン５０との連結は、離脱可能な連結となっている。

図４（Ａ）は、チルト角度が０°（基準位置）である時のコンソールボックス２７及びアームレスト３１を示している。この状態において、連結ピン５０は係合部４０ａの中間部において当て板４０と係合している。この時、操作レバー２９とアームレスト３１との離間距離をＷとする（図４（Ａ）に矢印で示す）。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す状態から、コンソールボックス２７がチルト軸３６を中心として時計方向（図中、矢印Ａ１で示す方向）に角度α°回転し、チルト角度が＋α°になった状態を示している。この回転により、コンソールボックス２７に設けられた操作レバー２９は、アームレスト３１に近付く方向に移動する（以下の説明で、この操作レバー２９の移動方向を近接方向ということがある）。

またコンソールボックス２７が図４（Ａ）に示す状態から時計方向（矢印Ａ１方向）に移動することにより、移動機構３０を構成する当て板４０も移動する。この当て板４０の移動に伴い、当て板４０に係合している連結ピン５０は、相対的に係合部４０ａ上を図４（Ｂ）に矢印Ｂで示す方向に移動する。

当て板４０の係合部４０ａのカム形状は、連結ピン５０が係合部４０ａ上を相対的に移動することにより、支持アーム４５が第２支軸４８を中心として図中時計方向に回転するよう構成されている。具体的には、連結ピン５０が係合部４０ａ上を相対的に移動することにより、アームレスト３１は操作レバー２９が近付く方向と逆方向（以下の説明で、離間方向ということがある）に移動するよう構成されている。

また移動機構３０は、コンソールボックス２７が移動する際、操作レバー２９が近接方向に移動する距離と、アームレスト３１が離間方向に移動する距離とが略等しくなるよう設定されている。この距離の設定は、当て板４０の係合部４０ａの形状を適宜設定することにより実現することができる。

これにより、コンソールボックス２７が角度α°だけチルト動作し、チルト角度が＋α°になった状態でも、操作レバー２９とアームレスト３１との離間距離Ｗは、チルト角度が０°（基準位置）であった時と略同一距離となっている。

このようにコンソールボックス２７がチルト角度を増大させ、これに伴い操作レバー２９が近接方向に移動しても、移動機構３０により操作レバー２９とアームレスト３１の離間距離Ｗを一定に保つことができる。これにより、ショベル１０のオペレータが操作レバー２９を操作する位置と、アームレスト３１上の肘をつく位置を常に一定とすることができ、操作レバー２９の操作性及びアームレスト３１の使用性を向上させることができる。

なお、チルト角度は、基準位置よりもマイナス方向（例えば、−α°）に移動できるようにしてもよいし、プラス方向に複数のチルト角度位置（例えば、＋α°、＋２α°）を設けてもよい。また、チルト角度を無段階に連続可変するようにしてもよい。

なお、上記した説明とは逆に、コンソールボックス２７を図４（Ｂ）に示すチルト角＋α°から図４（Ａ）に示すチルト角０°（基準位置）までコンソールボックス２７を回転チルトさせる時の移動機構３０の動作は、図４を用いて説明した動作の逆動作となるため、その説明は省略するものとする。

ところで、図２に示すようにコンソールボックス２７は、運転席２４の座席部２４ａから前方に延出した構成とされている。このため、オペレータが運転席２４に乗降する際、コンソールボックス２７が邪魔になることが考えられる。このため本実施形態に係る運転席ユニット２０は、コンソールボックス２７を跳ね上げることが可能な構成とされている。

コンソールボックス２７を跳ね上げる際、コンソールボックス２７は大きく回転する（本実施形態では、図３に角度β°で示す位置まで回転する。このようにコンソールボックス２７が跳ね上げられた場合、移動機構３０による当て板４０と連結ピン５０との係合は解除される（図７参照）。

当て板４０と連結ピン５０との係合が解除されることにより、コンソールボックス２７とアームレスト３１の連結は解除され両者は独立した状態となる。従って、この連結解除状態においてコンソールボックス２７が跳ね上げ位置に向けて大きく回転した場合、コンソールボックス２７がアームレスト３１と干渉するおそれがある。

このため本実施形態では、アームレスト３１を跳ね上げ可能な構成とし、跳ね上げ時にコンソールボックス２７がアームレスト３１と干渉することを防止している。

跳ね上げ時には、支持アーム４５が第２支軸４８を中心として図５及び図６において時計方向に回転し、更にアームレスト３１が図５及び図６に矢印Ｃ１で示す方向に回転する。

図５はコンソールボックス２７及びアームレスト３１が跳ね上げられる前の状態（通常の使用状態）を示しており、また図６はアームレスト３１が跳ね上げ位置まで跳ね上げられた状態を示しており、更に図８はコンソールボックス２７（図中、運転席２４より手前のコンソールボックス２７）及びアームレスト３１が共に跳ね上げ位置まで跳ね上げられた状態を示している。

図８に示すように、コンソールボックス２７及びアームレスト３１が共に跳ね上げられることにより、オペレータは運転席２４の乗降を容易に行うことが可能になる。

コンソールボックス２７が跳ね上げられる際、コンソールボックス２７は大きく回転移動することになるが、本実施形態ではアームレスト３１はコンソールボックス２７と独立して支持された構成となっている。従って、コンソールボックス２７が跳ね上げられても、図８に示されるように、アームレスト３１はこれに追従して移動することはない。よって、
コンソールボックス２７を跳ね上げても、図８に示されるように、アームレスト３１がキャブ１４の後方に配設されたリアトリム７０と干渉するようなことはない。

ところで、アームレスト３１の跳ね上げは、必ずしもコンソールボックス２７の跳ね上げと同時に行う必要はない。例えば、オペレータがアームレスト３１の使用を望まない場合には、コンソールボックス２７を跳ね上げない状態において、アームレスト３１を跳ね上げる態様も考えられる。

しかしながら、単にアームレスト３１を跳ね上げただけでは、ショベル１０に機械振動等が発生した場合にアームレスト３１が前方に倒れるおそれがある。この場合、アームレスト３１をコンソールボックス２７と共に跳ね上げていた場合にはアームレスト３１がコンソールボックス２７と当接するおそれがある。また、アームレスト３１のみを跳ね上げていた場合には、オペレータの腕にアームレスト３１が当たるおそれがある。

そこで本実施形態では、機械振動等が発生した場合であっても、アームレスト３１が跳ね上げ位置から倒れることを防止するロック機構６０を設けている。

図５，図６、及び図８を用いてロック機構６０について説明する。なお、図５，図６、及び図８は、支持パイプ４２、取り付けプレート４３、及び支持アーム４５等を内側から見た図である。

ロック機構６０は、跳ね上げられたアームレスト３１を跳ね上げ位置に保持するものである。よってロック機構６０は、アームレスト３１の通常の使用状態においては機能しない。

ロック機構６０は、連結ピン５０とロックばね６２とを有している。ロックばね６２はトーションばね（捩じりばね）であり、腕部６２ａ，６２ｂと巻き付け部６２ｃを有している。

巻き付け部６２ｃは取り付けプレート４３に植設された取り付けピン６３に取り付けられている。このロックばね６２から延出した一方の腕部６２ａは、外側に向けて凸とされた凸部６２ｄが形成されており、略への字状の形状を有した構成とされている。また、腕部６２ａの先端部は、取り付けプレート４３に形成されたフック部４３ａに掛止されている。更に、ロックばね６２から延出した他方の腕部６２ｂは、第２支軸４８に掛止されている。

連結ピン５０は、前記のように支持アーム４５（第２アーム４５ｂ）に固定されており、支持アーム４５の表面及び裏面から共に突出するよう構成されている。連結ピン５０の支持アーム４５の表面から突出した部分は、前記下当て板４０と係合する。また、連結ピン５０の支持アーム４５の裏面から突出した部分は、腕部６２ａと係合するよう構成されている（図８参照）。

アームレスト３１の通常の使用状態においては、図５に示すように、連結ピン５０は凸部６２ｄよりも図中左側（図８に矢印Ｄ２で示す側）において腕部６２ａと係合している。

図５に示すアームレスト３１の通常の使用状態の状態より、アームレスト３１を跳ね上げると、この跳ね上げ動作に伴い支持アーム４５は図中時計方向（図中、矢印Ｃ１で示す方向）に回転する。この支持アーム４５の回転に伴い連結ピン５０も図８に矢印Ｄ１で示す方向に移動し、やがて凸部６２ｄの形成位置に至る。

更に支持アーム４５が時計方向に回転すると、腕部６２ａが弾性変形することにより、連結ピン５０は凸部６２ｄを乗り越える。図６及び図８は、連結ピン５０が凸部６２ｄを乗り越えることにより、凸部６２ｄの図中右側（図中、矢印Ｄ１方向側）において腕部６２ａと係合いた状態を示している。

このアームレスト３１が跳ね上げ状態にある時、機械振動等によりアームレスト３１に倒れる方向に力が作用しても、連結ピン５０が凸部６２ｄと当接することによりアームレスト３１が前方に倒れるのを防止（ロック）することができる。

即ち、運転席フロア２１が前方に倒れようとする際、支持アーム４５は図８中矢印Ｃ２方向に移動する。これに伴い、連結ピン５０は図８中矢印Ｄ２方向に移動し、凸部６２ｄと当接する。アームレスト３１は、連結ピン５０が凸部６２ｄを乗り越えない限り、前方に倒れることはない。ロックばね６２のばね定数及び凸部６２ｄの形状は、機械振動等によるアームレスト３１（支持アーム４５）の移動では、連結ピン５０が凸部６２ｄを乗り越ないよう設定されている。

これにより、コンソールボックス２７の跳ね上げ時において不用意にアームレスト３１が前方に倒れてコンソールボックス２７と衝突したり、通常の使用状態においてアームレスト３１が前方に倒れてオペレータの腕に当たったりすること等を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

例えば、上記した実施形態では、当て板４０をコンソールボックス２７側に設けると共に連結ピン５０をアームレスト３１側に設けた構成とした。しかしながら、当て板４０をアームレスト３１側に設けると共に、連結ピン５０をコンソールボックス２７側に設けた構成とすることも可能である。

１０ ショベル
１４ キャブ
２０ 運転席ユニット
２１ 運転席フロア
２２ 運転席基台
２３ 基台プレート
２４ 運転席
２７ コンソールボックス
２８ 支持フレーム
２９ 操作レバー
３０ 移動機構
３１ アームレスト
３５ コンソールフレーム
３６ チルト軸
３７ 立設部
４０ 当て板
４０ａ 係合部
４２ 支持パイプ
４３ 取り付けプレート
４５ 支持アーム
４６ 固定ピン
４７ 第１支軸
４８ 第２支軸
５０ 連結ピン
６０ ロック機構
６２ ロックばね
６２ａ 腕部
６２ｂ 腕部
６２ｃ 巻き付け部
６２ｄ 凸部
６３ 取り付けピン
７０ リアトリム

Claims (6)

1. 操作レバーを有し、キャブに移動可能に支持されたコンソールボックスと、
   前記コンソールボックスと独立して前記キャブに移動可能に支持されたアームレストと、
   前記コンソールボックスの移動に連動して、前記アームレストを移動させる移動機構と
   を有することを特徴とする建設機械。
2. 前記移動機構は、
   前記コンソールボックスと一体的に移動する第１の係合部材と、
   該アームレストと一体的に移動する第２の係合部材とを有し、
   前記第１の係合部材と前記第２の係合部材が係合することにより、前記コンソールボックスの移動に連動して前記アームレストを移動することを特徴とする請求項１記載の建設機械。
3. 前記第１の係合部材又は前記第２の係合部材のいずれか一方はカム部材であり、
   前記第１の係合部材又は前記第２の係合部材のいずれか他方はピン状部材であることを特徴とする請求項２記載の建設機械。
4. 前記アームレストを、前記移動機構による前記コンソールボックスとの連動を解除して跳上げ位置へ移動可能な構成とすると共に、
   該アームレストを前記跳上げ位置に保持するロック機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建設機械。
5. 前記ロック機構は、
   前記アームレスト又は前記アームレストを支持する支持部材のいずれか一方に設けられたロック部材と、
   前記アームレスト又は前記支持部材のいずれか他方に設けられた弾性部材とを有し、
   前記弾性部材が前記ロック部材を付勢することにより、前記アームレストを前記跳上げ位置に保持することを特徴とする請求項４記載の建設機械。
6. 前記ロック部材はピン状部材であり、
   前記弾性部材は凸部を有する線ばねであり、
   前記ロック部材が前記弾性部材を弾性変形しつつ前記凸部を乗り越えることにより、前記ロック部材は前記弾性部材に付勢されることを特徴とする請求項５記載の建設機械。

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